package com.rbac.admin.utils;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 雪花算法ID生成器
 * 
 * 雪花算法结构：
 * 0 - 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 - 00000 - 00000 - 000000000000
 * 第一位为未使用（符号位），接下来的41位为毫秒级时间戳，然后是5位机器ID，5位进程ID，最后12位为序列号
 * 
 * @author RBAC-Admin
 * @since 2024-01-01
 */
@Slf4j
@Component
public class SnowflakeIdGenerator {

    // 开始时间戳 (2024-01-01 00:00:00)
    private static final long START_TIMESTAMP = 1704067200000L;

    // 机器ID所占的位数
    private static final long WORKER_ID_BITS = 5L;
    
    // 数据标识ID所占的位数
    private static final long DATACENTER_ID_BITS = 5L;
    
    // 支持的最大机器ID，结果是31 (这个移位算法可以很快的计算出几位二进制数所能表示的最大十进制数)
    private static final long MAX_WORKER_ID = ~(-1L << WORKER_ID_BITS);
    
    // 支持的最大数据标识ID，结果是31
    private static final long MAX_DATACENTER_ID = ~(-1L << DATACENTER_ID_BITS);
    
    // 序列在ID中占的位数
    private static final long SEQUENCE_BITS = 12L;
    
    // 机器ID向左移12位
    private static final long WORKER_ID_SHIFT = SEQUENCE_BITS;
    
    // 数据标识ID向左移17位(12+5)
    private static final long DATACENTER_ID_SHIFT = SEQUENCE_BITS + WORKER_ID_BITS;
    
    // 时间戳向左移22位(5+5+12)
    private static final long TIMESTAMP_LEFT_SHIFT = SEQUENCE_BITS + WORKER_ID_BITS + DATACENTER_ID_BITS;
    
    // 生成序列的掩码，这里为4095 (0b111111111111=0xfff=4095)
    private static final long SEQUENCE_MASK = ~(-1L << SEQUENCE_BITS);

    // 工作机器ID(0~31)
    private long workerId;
    
    // 数据中心ID(0~31)
    private long datacenterId;
    
    // 毫秒内序列(0~4095)
    private long sequence = 0L;
    
    // 上次生成ID的时间戳
    private long lastTimestamp = -1L;

    /**
     * 构造函数
     * @param workerId 工作机器ID (0~31)
     * @param datacenterId 数据中心ID (0~31)
     */
    public SnowflakeIdGenerator(long workerId, long datacenterId) {
        if (workerId > MAX_WORKER_ID || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0", MAX_WORKER_ID));
        }
        if (datacenterId > MAX_DATACENTER_ID || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0", MAX_DATACENTER_ID));
        }
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
        
        log.info("SnowflakeIdGenerator initialized with workerId: {}, datacenterId: {}", workerId, datacenterId);
    }

    /**
     * 默认构造函数，使用默认的机器ID和数据中心ID
     */
    public SnowflakeIdGenerator() {
        this(1L, 1L);
    }

    /**
     * 获得下一个ID (该方法是线程安全的)
     * @return long 雪花ID
     */
    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = timeGen();

        // 如果当前时间小于上一次ID生成的时间戳，说明系统时钟回退过，这个时候应当抛出异常
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException(
                String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds", 
                    lastTimestamp - timestamp));
        }

        // 如果是同一时间生成的，则进行毫秒内序列
        if (lastTimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & SEQUENCE_MASK;
            // 毫秒内序列溢出
            if (sequence == 0) {
                // 阻塞到下一个毫秒，获得新的时间戳
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            // 时间戳改变，毫秒内序列重置
            sequence = 0L;
        }

        // 上次生成ID的时间戳
        lastTimestamp = timestamp;

        // 移位并通过或运算拼到一起组成64位的ID
        return ((timestamp - START_TIMESTAMP) << TIMESTAMP_LEFT_SHIFT)
                | (datacenterId << DATACENTER_ID_SHIFT)
                | (workerId << WORKER_ID_SHIFT)
                | sequence;
    }

    /**
     * 获取下一个ID（字符串格式）
     * @return String 雪花ID字符串
     */
    public String nextIdStr() {
        return String.valueOf(nextId());
    }

    /**
     * 阻塞到下一个毫秒，直到获得新的时间戳
     * @param lastTimestamp 上次生成ID的时间戳
     * @return 当前时间戳
     */
    protected long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
        long timestamp = timeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = timeGen();
        }
        return timestamp;
    }

    /**
     * 返回以毫秒为单位的当前时间
     * @return 当前时间(毫秒)
     */
    protected long timeGen() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    /**
     * 解析雪花ID，获取生成时间
     * @param id 雪花ID
     * @return 生成时间戳
     */
    public long parseTimestamp(long id) {
        return (id >> TIMESTAMP_LEFT_SHIFT) + START_TIMESTAMP;
    }

    /**
     * 解析雪花ID，获取机器ID
     * @param id 雪花ID  
     * @return 机器ID
     */
    public long parseWorkerId(long id) {
        return (id >> WORKER_ID_SHIFT) & MAX_WORKER_ID;
    }

    /**
     * 解析雪花ID，获取数据中心ID
     * @param id 雪花ID
     * @return 数据中心ID
     */
    public long parseDatacenterId(long id) {
        return (id >> DATACENTER_ID_SHIFT) & MAX_DATACENTER_ID;
    }

    /**
     * 解析雪花ID，获取序列号
     * @param id 雪花ID
     * @return 序列号
     */
    public long parseSequence(long id) {
        return id & SEQUENCE_MASK;
    }
} 